用Unity做个游戏(七) – TCP Socket客户端

前言

这真的是最后一篇有关基础框架的文章了!

写到这里已经第七篇了orz之前的其实还是挺枯燥的,都是些基础方面的东西,并看不到什么有趣的内容

可能是我把事情想的太复杂了吧,所有东西都想做到能力范围内的最好,尤其是这些底层框架层次的东西

不过这些东西真的很重要,小游戏的话可能不会明显,Unity的一大优势便在于可以快速地产出游戏原型来,我这个项目整了这么久就一个 TestView ,里面居然只有两个按钮!233

我这些东西也是考虑了许多生产环境中遇到过的问题,不敢说是最优,我也还是在学习嘛XD

嘛,等把网络框架也搭起来,我们就能正式开始写游戏相关的逻辑啦~

网络通信

我们这游戏是个多人在线实时对战的游戏,之前的坑里就是网络这块给搞崩了,重新来设计

网络这块使用原生TCP Socket进行通讯,自定协议。 这里主要先介绍客户端 ,先把协议定下来,这样之后介绍服务端的时候就不会和客户端有太大耦合了。当然一开始的话还是先弄一个最简单的服务端,本项目计划使用Node.js开发

最简单的服务端

在某个端口上创建一个TCP服务器,接收客户端传来的消息,拼接一个字符串后返回。

代码如下:

const net = require("net");
net.createServer(function(socket) {
    console.log("有新的连接:" + socket.remoteAddress);
    socket.on("data", function(data) {
        console.log("request: " + data);
        socket.write('{"pid":1,"retCode":0}');
    });
    socket.on("end", function(data) {
        console.log("socket end");
    });
    socket.on("close", function(data) {
        console.log("连接已断开");
    });
    socket.write("Hello!");
}).listen(19621);

客户端设计

用两个类,一个相对底层的 SFTcpClient ,用户不直接使用这个类,而是通过 SFNetworkManager 加一层封装,这是个单例类,可以在游戏运行过程中随时访问网络,还有就是为了以后可能不仅仅使用一个 SfTcpClient ,封装之后可以更优雅地管理多个TCP客户端。

SFNetworkManager

先看 SFNetworkManager ,管理着若干个 SFTcpClient ,通过后者的以下接口:

方法 说明
void init(string, int, SFClientCallback, SFSocketStateCallback) 根据指定的IP地址,端口以及相关回调初始化
void uninit() 关闭TCP客户端
void sendData(string) 往服务器发送数据
bool isReady 服务器是否就绪

首先是作为一个单例类应该有的内容:私有的构造函数,唯一的实例,获取实例的方法:

private SFNetworkManager()
{}
private static sm_instance = null;
public static SFNetworkManagergetInstance()
{
    if (null == sm_instance)
    {
        sm_instance = new SFNetworkManager();
    }
    return sm_instance;
}

然后是连接初始化

public void init()
{
    m_client = new SFTcpClient();
    m_client.init("127.0.0.1", 19621, onRecvMsg, ret =>
    {
        dispatcher.dispatchEvent(SFEvent.EVENT_NETWORK_READY, new SFSimpleEventData(ret));
    });
    // 向上传递连接断开的事件
    m_client.dispatcher.addEventListener(SFEvent.EVENT_NETWORK_INTERRUPTED, e =>
    {
        dispatcher.dispatchEvent(e);
    });
}

void onRecvMsg(string) 是处理服务端推送消息的回调函数

void onRecvMsg(string msg)
{
    SFUtils.log("收到了" + msg);
}

现在问题来了,因为消息回调函数是在Socket子线程里调用的,Unity里不允许在子线程中对场景中的物体进行修改,所以要稍加改造,让这些消息在主线程中处理。

用一个队列,子线程中收到的消息全加入到这个队列,把内容存在内存里,然后主线程通过update函数定期检查队列中是否还有未处理的信息,有的话就全部取出来处理。

void onRecvMsg(string msg)
{
    m_recvQueue.Enqueue(msg);
}
void update()
{
    while (m_recvQueue.Count > 0)
    {
        string data = m_recvQueue.Dequeue();
        SFUtils.log("收到了" + data);
    }
}

SFTcpClient

使用C# TCP Socket的异步实现。数据收发的子线程由系统管理。

所有的方法都有对应的一对BeginXX和EndXX,以接收数据为例:

try
{
    if (!m_socket.Connected)
    {
        throw new Exception("Socket is not connected");
    }
    byte[] data = new byte[1024]; // 以1024字节为单位接收数据
    m_socket.BeginReceive(data, 0, data.Length, SocketFlags.None, result =>
    {
        int length = m_socket.EndReceive(result); // length为实际接收到的数据长度
        if (length > 0)
        {
            m_callback(Encoding.UTF8.GetString(data)); // 转换为字符串并调用回调
        }
        else
        {
            // length为0说明网络已断开
            m_socket.close();
            SFUtils.logWarning("网络连接中断");
            dispatcher.dispatchEvent(SFEvent.EVENT_NETWORK_INTERRUPTED);
        }
    }, null);
}
catch (Exception e)
{
    SFUtils.logWarning("网络连接中断:" + e.Message);
}

其他像是连接,发送都大同小异,具体的完整代码可以查看文章末尾的完整代码链接。

自定协议

数据的首发暂时就先这样(当然有很多坑,比如因为我使用原生TCP Socket来传输数据包,数据多的时候必然会产生粘包的情况,所以必须手动分包,这个之后再说,和接下来的内容关系不大,要加的话直接在 SFTcpClient 里的 sendData() 方法和 socketRecv() 方法里修改就是了)

网络中传输的数据使用JSON字符串,发送和接收的时候客户端和服务端分别各自进行序列化和反序列化,这里先只讨论客户端的实现。

Unity提供了一个 JsonUtility 类,有了这个类我们就能方便地进行对象和JSON之间的序列化和反序列化了。主要使用的是两个方法:

方法名 作用
string JsonUtility.ToJson(object) 把一个对象转化成JSON字符串
T JsonUtility.FromJson(string) 把一个JSON字符串转化成指定类型的对象,如果出错则抛出异常

请求

请求类型均继承自基类 SFBaseRequestMessage ,举一个例子:

// 基类
public class SFBaseRequestMessage
{
    public int pid; // 协议号
    public string uid; // 用户唯一ID
};
// 用户登陆登出
[Serializable]
public class SFRequestMsgUnitLogin : SFBaseRequestMessage
{
    public SFRequestMsgUnitLogin() { pid = 1; }
    public int loginOrOut;
};

响应

响应类型是类似的,每个请求类型一定对应一个响应类型,但反过来却不一定,即一个协议拥有请求类型是拥有响应类型的必要非充分条件。

同样是上面那个登陆的协议:

// 基类
public class SFBaseResponseMessage : ISFEventData // 为了让响应结果也可以方便地作为事件数据传递
{
    public int pid; // 协议号
    public int retCode; // 错误代码,0表示成功
};
// 用户登陆登出
[Serializable]
public class SFResponseMsgUnitLogin : SFBaseResponseMessage
{
    public const string pName = "socket_1"; // pName作为SFEvent的事件名称
    public SFReponseMsgUnitLogin() { pid = 1; }
};

发送和接收

发送非常简单,创建一个 sendMessage() 方法,接收参数类型为请求基类 SFBaseRequestMessage ,先序列化然后直接丢给TCP Client来处理发送即可。

public void sendMessage(SFBaseRequestMessagereq)
{
    string data = JsonUtility.ToJson(req);
    m_client.sendData(data);
}

接收稍微复杂点儿,分两步,首先把原始字符串转成 SFBaseResponseMessage ,获取其协议号pid,然后根据不同的pid再转成具体的响应类型。

SFBaseResponseobj = null;
obj = JsonUtility.FromJson(data);
if (obj == null)
{
    SFUtils.logWarning("不能解析的信息格式:n" + data);
}
else
{
    int pid = obj.pid;
    string pName = string.Format("socket_{0}", pid);
    if (pid == 1)
    {
        obj = JsonUtility.FromJson(data)
    }
    // else if 更多协议
    else
    {
        SFUtils.logWarning("不能识别的协议号: {0}", 0, pid);
        obj = null;
    }
    if (obj != null)
    {
        dispatcher.dispatchEvent(pName, obj);
    }
}

然后在其他地方添加相应协议的监听即可:

SFNetworkManager.getInstance().dispatcher.addEventListener(SFResponseMsgUnitLogin.pName, onRecvMsg);

回调函数一定在主线程中被调用,所以可以在里面放心地修改游戏场景。

测试程序

创建一个这样的UI

点击连接服务器的按钮,尝试连接服务器:

m_mgr = SFNetworkManager.getInstance();
m_mgr.init();
m_mgr.dispatcher.addEventListener(SFEvent.EVENT_NETWORK_READY, result =>
    {
        SFSimpleEventDataretCode = result.dataas SFSimpleEventData;
        if (retCode.intVal == 0)
        {
            m_infoMsg = "服务器连接成功";
        }
        else
        {
            m_infoMsg = "服务器连接失败";
        }
    });
m_mgr.dispatcher.addEventListener(SFEvent.EVENT_NETWORK_INTERRUPTED, onInterrupt);
m_mgr.dispatcher.addEventListener(SFResponseMsgUnitLogin.pName, onRecvMsg);

在此之前启动服务端程序的话就会成功连接至服务器。

同时会收到来自服务端的消息 "Hello!" ,当然这个不符合我们的协议,console面板可以看到程序无法解析这个字符串,并忽略。

然后点击发送消息按钮,客户端程序会发送一个测试协议给服务端,服务端就会收到:

$ node ./
started
有新的连接:::ffff:127.0.0.1
request: {"pid":1,"uid":"abc","loginOrOut":1}

此时服务端返回字符串 '{"pid":1,"retCode":0}' ,这就是一个标准的协议信息了,程序解析后发现这是一个登陆成功的响应,做出处理:

然后按 Ctrl+C 强制关闭服务端程序进程,网络中断,客户端也有对应的处理

完整代码

上面贴出的代码片段由于篇幅限制只保留了关键部分,完整的代码可在 我的github 上找到

稿源:inspoy的杂七杂八 (源链) | 关于 | 阅读提示

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